成分分析構成観察走査型電子顕微鏡 SEM│iST宜特テクノロジ株式会社

走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope, SEM）は、微小集束する電子ビームを使い、主にサンプル表面の走査を行います。この時、電子ビームとサンプル間の相互作用において、二次電子、反射電子、特性X線などの各種信号を発生しますが、SEMは主に二次電子信号で画像を得ます。

iSTのサービス

SEMは画像範囲が大きく、解像度も高く、拡大倍率も数十万倍以上になるため、サンプル表面および断面の微小構造の観察に最適です。設備にエネルギー分散型X線分析機器（Energy Dispersive Spectrometer, EDS）を追加すると、サンプル表面観察と同時に、微小部分の材料分析を行うことができます。例：定性、半定量の成分分析、特定エリアのPoint、Line Scan、Mapping分析。

iSTの強み

iSTは現在業界で主流の電界放出形走査電子顕微鏡（FE-SEM）：Hitachi SU8600、Hitachi Regulus 8240、Hitachi SU8220、Hitachi SU8020に加え、EDS （SDD detector）を保有しています。これらにより、業界トップクラスの表面構造解析影像の提供を行い、迅速な材料成分分析を可能としています。さらに、YAG BSE 検出器も備えており、SEM は反射電子 (BSE) を使用して画像化できます。

事例紹介

低エネルギー高解像度影像:二次電子影像

低エネルギー高解像度影像:低エネルギー高解像度影像

金顆粒の高解像度影像: 二次電子影像

金顆粒の高解像度影像: 反射電子影像

ICプロセスコスト分析への応用

影像明暗コントラストの差異性に応用し、contactにopen/shortの異常があるかを判断できます。

観察表面における各元素の分布を表示できます。

液体研磨材料におけるSEM観察画像

液体材料と銀ペーストへのEDSマッピング分析による元素分布状況

左図は100枚の画像をつなぎ合わせた広範囲のSEM画像です。右図は左図の一部を拡大したもので、ナノレベルの鮮明な回路情報を得ることが出来ます。

各層配線の除去による各SEM画像に対して、iSTのソフトウェアを用いることにより、個々の配線層間の関係を確認することが出来ます。

各種材料表面の微小構造観察
SEMによるサンプルサイズや膜厚などの測定
EDSはサンプル表面微小部分の定性および半定量成分元素分析と特定エリアのPoint、Line Scan、Mapping分析を行います。
EDS SDD detectorは低電圧下でMappingの空間解像度を上げることができます。
SEMの自動撮影は、層毎の除去技術de-processと組み合わせることにより、回路のリバースエンジニアリングを提供できます。
低エネルギー電子ビーム走査による受動体コントラスト比較（Passive Voltage Contrast, PVC）を行い、半導体素子の異常な漏電または接触不良など、故障個所の正確な検出を行います。